O aço tem sido um importante metal na indústria humana por milhares de anos. Na verdade, a primeira produção conhecida de aço remonta a um sítio arqueológico na Anatólia há quase quatro mil anos.
O exército romano era conhecido por usar aço e civilizações primitivas o usavam em armas, ferramentas e construção. Por mais valorizado que o aço fosse por nossos ancestrais, tanto por sua força quanto relativamente leve, possuía uma falha chave que era um tremendo obstáculo: era incrivelmente propenso à ferrugem.
Felizmente, o aço inoxidável foi desenvolvido há mais de um século; devido à incrível resistência à corrosão deste metal, ele inaugurou uma nova era de indústria e design.
Construtores e fabricantes agora podem criar todos os tipos de produtos e estruturas e não se preocupar mais que o metal sucumbirá à ferrugem quando exposto à umidade. Certas ligas de aço inoxidável são até adequadas para ambientes marinhos e outros extremos.
Então, o que há sobre aço inoxidável que o protege da ferrugem?
O ferro é naturalmente suscetível à corrosão
Antes de mais nada, você precisa entender como o ferro pode ser tão suscetível à corrosão e enferrujar. Afinal de contas, as pessoas frequentemente associam qualquer forma de corrosão com ferrugem No entanto, a verdade é que isso só ocorre com materiais de rolamento de ferro, pois a ferrugem se trata de óxido de ferro.
Sua cor avermelhada é o resultado da reação entre o ferro, o oxigênio e a água. Até mesmo a umidade no ar pode ser suficiente para corroer o ferro, pois é naturalmente suscetível a essa reação.
Com o tempo, o ferro será convertido inteiramente em ferrugem na presença de oxigênio e água até que se desintegre completamente. Isso se deve ao fato de que a superfície de óxido de ferro não oferece proteção ao ferro subjacente.
Enquanto o ferro puro será o mais rápido a corroer, a maioria dos metais que o contêm, eventualmente, sucumbirá à ferrugem e isso inclui o aço carbono, que é uma liga composta principalmente de carbono e ferro.
O processo químico de enferrujamento começa com a penetração de moléculas de água na superfície do ferro. Pode parecer que o metal é sólido, mas suas rachaduras microscópicas o deixam exposto.
Isso permite que os átomos de hidrogênio na água se combinem com moléculas no metal. À medida que o processo prossegue, cada vez mais o metal fica exposto. Se o cloreto estiver presente na água, como com a água salgada, a corrosão ocorre muito mais rapidamente.
Como isso está acontecendo, os átomos de oxigênio se ligam com os átomos de ferro para formar o composto destrutivo de óxido de ferro. Assim, o metal enfraquece e se torna frágil e exibe a cor vermelha típica da ferrugem.
O aço inoxidável foi desenvolvido como uma solução para a ferrugem
O aço inoxidável é caracterizado pela presença de cromo como agente de liga. O aço inoxidável típico conterá pelo menos 10,5% de cromo contra apenas 1,5% de carbono. A presença do cromo e de outros agentes de ligas efetivamente impede o enferrujamento que normalmente ocorre com o aço carbono.
Os cientistas tomaram conhecimento das propriedades resistentes à corrosão das alusões ferro-cromo desde a década de 1820. Por muitos anos, metalurgistas da época não foram capazes de encontrar a proporção certa de carbono e cromo, e as primeiras ligas eram muito frágeis para serem vendidas no mercado.
Foi só na década de 1870, que os cientistas ingleses John T. Woods e John Clark descobriram o primeiro exemplo moderno de aço inoxidável, que foi patenteado na Inglaterra.
Ao longo das décadas seguintes, os pesquisadores continuaram a experimentar, desenvolvendo diferentes versões de aço inoxidável primitivo.
Em 1912, o metalurgista inglês Harry Brearley desenvolveu a primeira liga de aço inoxidável martensítica que era comercialmente viável. Sua empresa, Firth Vickers, vendeu o metal sob a marca Staybrite na Inglaterra e foi usado para a nova copa de entrada do Hotel Savoy em Londres (Reino Unido).
A patente americana foi concedida em 1915, e a Era do Aço Inoxidável tinha começado!
Como o aço inoxidável evita a corrosão
Geralmente se supõe que o aço inoxidável é imune ao seu ambiente de uma forma que o aço normal não é, mas a realidade é que agentes de liga estão interagindo ativamente com o ambiente ao redor do metal. É essa reação que realmente protege o metal de enferrujar.
Os agentes de liga no aço inoxidável, como o cromo e o ferro, misturam-se com o oxigênio na água ou no ar para formar uma fina, mas estável película de óxido de metal.
Esta película forma uma camada protetora na superfície do metal e a protege de corrosão mais visível e prejudicial, como a ferrugem. Ele faz isso criando uma barreira que impede a interação entre oxigênio e água com o conteúdo de ferro do metal.
A barreira é tão fina que os comprimentos de onda da luz não podem sequer interagir com ele, e é tipicamente apenas visível com o auxílio de instrumentos modernos. Isso significa que o metal mantém sua aparência esteticamente agradável e lhe dá a ilusão de ser “inoxidável”.
Quando a superfície estiver arranhada ou danificada de alguma forma, a camada interna exposta reagirá rapidamente com o ar ou a água para formar uma nova camada protetora. Isso ocorre, pois a camada protetora não é algo que foi adicionado, mas na verdade é uma propriedade do próprio metal. Desta forma, o aço inoxidável é auto-reparador.
Um parceiro técnico confiável
Enquanto todo tipo de aço inoxidável oferece proteção contra ferrugem, cada liga tem seu próprio conjunto de propriedades únicas. Saber qual ação é certa para sua aplicação é essencial. Graças à crescente diversidade nos muitos aços inoxidáveis no mercado, está se tornando cada vez mais difícil acompanhar todos eles.
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